Процесс анодирования в электролитах на основе органических растворителей.
На настоящий момент существует очень мало работ, посвященных использованию органических растворителей как основы электролитов для анодирования. Однако Кейп провел подробный анализ таких методов. Он исследовал ряд смесей, в основу которых, главным образом, входила серная или щавелевая кислота, растворенная в органических красителях, смешивающихся с водой. Он обнаружил, что некоторые из смесей проводят электричество, и получил несколько полезных видов покрытия в тех случаях, когда растворители не были разбавлены водой. В электролите щавелевой кислоты, содержащей воду, амид муравьиной кислоты, диметилформамид, диметилсульфоксид и сульфолан, удалось получить твердое, полностью окрашенное покрытие. Результаты по классификации этих электролитов указаны в таблице
Некоторые физические свойства растворов органических кислот в сравнении с их воздействием на алюминий.
Кислота | pH 5% или насыщенный раствор | -log K |
Анодная реакция* |
Проводимость 5% раствора | log10µS | ||
Щавелевая | 1,2 | К1=1,19, | К2=4,21 | Толстое, пористое анодное покрытие, 60-80 В | 65000 | 4,81 | |
Малоновая | 1,7 | К1=2,85, | К2=6,10 | Толстое, пористое анодное покрытие, 100-150 В | 9100 | 3,95 | |
n-Бутилмалоновая | 4,5 | К1=? | К2=? | Точечная коррозия при 40-45 В | |||
Янатрная | 2,3 | К1=4,19, | К2=5,57 | Тонкое радужное покрытие, 130-280 В | 1400 | 3,15 | |
Адипиновая | 2,9 | К1=4,43 | Точечная коррозия, 3—40 В | 720 | 2,86 | ||
Глутаровая | 3,1 | К1=4,43 | Тонкое радужное покрытие, 150-280 В | 1330 | 3,11 | ||
Дигликолевая | 1,5 | К1=? | К2=? | Пористые анодные покрытия 150-280 В. Максимальная толщина 7.5 микрон. | 5750 | 3,76 | |
Малеиновая
|
1,4 | К1=2,0, | К2=6,26 | Барьерные слои, тенденция к образованию более толстого покрытия до 10 микрон при напряжении более 100 В | 25000 | 4,4 | |
Ацетилендикарбоновая | 0,1 | К1=? | К2=? | Точечная коррозия при 1%, толстое покрытие при 10% | |||
Цитраконовая | 1,8 | К1=2,48 | Барьерные слои 150-250 В. | 11900 | 4,08 | ||
Итаконовая | 2,2 | К1=3,40, | К2=5,55 | Точечная коррозия. Тенденция к формированию барьерного слоя при 100+ В. | 2200 | 3,34 | |
dl-яблочная | 2,2 | К1=3,40, | К2=5,05 | Точечная коррозия. Тенденция к формированию толстого пористого покрытия при 200+ В. | 3900 | 3,59 | |
Слизевая | 2,6 | К1=3,21 | Точечная коррозия. Тенденция к формированию барьерного слоя при 300 В. | 400 | 2,6 | ||
Винная | 1,8 | К1=3,02, | К2=4,54 | Толстый барьерный слой (?) пористые покрытия при 180-210 В. | 6200 | 3,79 | |
Лимонная | 2,0 | К1=3,06,
К2=4,74 |
К3=5,40 | Толстый барьерный слой 200+ В. | 4500 | 3,65 | |
Фталевая | 2,4 | К1=2,89 | Барьерный слой 150-250 ТриметилловаяВ. | 1750 | 3,24 | ||
Тримеллитовая | примерно 2,0 | К1=3,52,
К2=3,85 |
К3=5,20 | Барьерный слой, 90-190 В. | 4200 | 3,62 | |
Пиромеллитоавя | примерно2,0 | К1=1,92,
К2=2,89 |
К3=4,49 К4=5,64 | Барьерный слой, 70-180 В. | 5800 | 3,76 |
* Термин «барьерный слой» служит для обозначения тонкой фактически непористой оксидной структуры.
Диапазон изменения напряжения и цветовая гамма при добавлении различных концентраций щавелевой кислоты в жидкие растворы органических карбоновых кислот при температуре 20ºС, плотности тока 18 ампер/квадратный фут (2 А/дм2) за время, достаточное для образования покрытия толщиной 25-35 микрон.
Смесь электролитов, % каждой содержащейся кислоты | Диапазон напряжений | Цвет покрытия и примечание | Проводимость |
10 малоновая | 125-135 | Темная сепиа-коричневое, грубое | 11500 |
10 малоновая + 0.1 щавелевая | 135-140 | Темно-коричневое, грубое | 12000 |
10 малоновая+ 0.2 щавелевая | 130-140 | Темно-коричневое, более гладкое | 12800 |
10 малоновая+ 0.3 щавелевая | 125-135 | Коричнево-бронзовое, средней интенсивности, гладкое | |
10 малоновая+ 0.4 щавелевая | 110-130 | Бронзовое средней насыщенности | |
10 малоновая+0.5 щавелевая | 125-130 | Бронзовое средней насыщенности | 15000 |
10 малоновая+ 0.6 щавелевая | 110-120 | Светло бронзовое (ср), очень гладкое | |
10 малоновая+ 0.1 щавелевая | 100-115 | Светло бронзовое (ср), очень гладкое | 18000 |
10 малоновая+ 0.2 щавелевая | 85-110
|
Светло бронзовое | |
10 малоновая+0.3 щавелевая | 85-110 | Светло бронзовое (как и щавелевокислые покрытия) | 29000 |
10 малоновая+ 0.4 щавелевая | 75-85 | Очень светло бронзовое (как и щавелевокислые покрытия) | |
10 малоновая+ 0.5 щавелевая | 70-80 | Темно золотое ( как и щавелевокислое, толщиной 35 микрон) | 39000 |
10 Глиоксиловая | 130-150 | Серо-коричневое, шероховатое | 7200 |
10 Глиоксиловая+0.1 щавелевая | 140-160 | Темно-серое, частично обожженное | 8000 |
10 Глиоксиловая+0.2 щавелевая | 130-150 | Серо-коричневое, шероховатое | |
10 Глиоксиловая+ 0.3 щавелевая | 115-140 | Бронзовое, более гладкое | 9900 |
10 Глиоксиловая+ 1.0 щавелевая | 90-130 | Бронзовое | 15500 |
35 Глиоксиловая | 125-130 | Бронзово-коричневое, гладкое | 9500 |
35 Глиоксиловая+ 0.3 щавелевая | 120-130 | Бронзовое | 10200 |
35 Глиоксиловая+ 0.5 щавелевая | 120-135 | Бронзово-коричневое, | 11100 |
35 Глиоксиловая+ 1.0 щавелевая | 115-130 | Коричнево-бронзовое (ср.) | 13000 |
5 Винная | 180-267 | Тонкое серое покрытие, 2.5 микрона | 5800 |
5 Винная+ 0.2 щавелевая | 170-247 | Темно-серое, шероховатое | 8000 |
5 Винная+ 0.3 щавелевая | 110-155 | Серое (ср.) гладкое | |
5 Винная+0.6 щавелевая | 100-146 | Коричнево-серое, гладкое | 12000 |
5 Винная+ 2.0 щавелевая | 80-107 | Зеленовато-желтое (как и пленки на базе щавелевой кислоты) | 25000 |
2 Оксаминовая+ 0.2 щавелевая | 8-10 | Точечная коррозия | 15000 |
2 Оксаминовая+ 1.0 щавелевая | 8-10 | Точечная коррозия | 17000 |
2 Оксаминовая+ 1.6 щавелевая | 8-10 | Точечная коррозия | 25000 |
5 Лимонная | 220-300 | Барьерный слой, радужный | 4400 |
5 Лимонная + 0.15 щавелевая | 140-180 | Серо-коричневая (ср) | 6200 |
5 Лимонная + 0.3 щавелевая | 110-180 | Серо-коричневая (ср) | 8200 |
5 Лимонная + 0.6 щавелевая | 100-170 | Серое | 11400 |
5 Лимонная + 1.2 щавелевая | 85-104 | Зеленовато-желтое (см. щавелевокислое покрытие) | 17500 |
5 Дигликолевая | 120-180 | тонкое серое покрытие, толщина 7.5 микрон | 6300 |
5 Дигликолевая+ 0.15 щавелевая | 165-240 | Темно-серое, кусочками | 7750 |
5 Дигликолевая+ 0.3 щавелевая | 148-197 | Серое (ср) | |
5 Дигликолевая+0.6 щавелевая | 120-175 | Бронзово-серое | 13600 |
5 Дигликолевая+ 1.2 щавелевая | 100-140 | Желтовато-коричневое | |
5 Дигликолевая+ 1.8 щавелевая | 85-110 | Зеленовато-желтое | 24000 |
10 Яблочная | непостоянно | Сероватое радужное, толщина 10 микрон, точечная коррозия | 5000 |
10 Яблочная+ 0.1 щавелевая | 220-261 | Темное бронзово-серое, профилированное | 6000 |
10 Яблочная+ 1.0 щавелевая | 198-200 | Темно-серое, профилированное | 14000 |
10 Яблочная+ 3.0 щавелевая | 85-103 | Зеленовато-желтое | 27000 |
2 Пиромеллитовая | 70-180 | Тонкая радужная пленка | 6250 |
2 Пиромеллитовая+ 0.1 щавелевая | 150-175 | Бледно серое | 7800 |
2 Пиромеллитовая+ 0.2 щавелевая | 115-150 | Бледное серо-коричневое | 8800 |
2 Пиромеллитовая+ 0.6 щавелевая | 120-155 | Бледное желто-серое | 13500 |
2 Тримеллитовая | 90-190 | Радужное покрытие | 5000 |
2 Тримеллитовая + 0.1 щавелевая | 150-200 | Светло-серое | 6800 |
2 Тримеллитовая + 0.2 щавелевая | 100-150 | Серо-бежевое | 8100 |
2 Тримеллитовая + 0.4 щавелевая | 100-130 | Светло-серое | 10500 |
2 Тримеллитовая + 1.2 щавелевая | 50-90 | Желтовато-зеленое | 19000 |
10 Янтарная | 135-280 | Радужное покрытие и точечная коррозия | 2000 |
10 Янтарная+ 0.1 щавелевая | 150-275 | Серо-бронзовое, | 3200 |
10 Янтарная+ 0.2 щавелевая | 100-150 | Серое | 6000 |
1.0 Глутаровая | 150-280 | Радужное покрытие и точечная коррозия | |
1.0 Глутаровая+ 0.1 щавелевая | 165-280 | Серое |
Исследования смесей щавелевой (3-7 % (вес)) и муравьиной кислоты (2 % (объем)), растворенных в 66 % (объем) воды и 33 % (объем) формамидного растворителя, дали многообещающие результаты. В результате было получено желто-коричневое, бронзовое и серое покрытие. Электролит в этом случае можно было использовать при температуре 20-30°С, а максимальное напряжение для того, чтобы получить плотность тока 0,5-2,4 А/дм2 должно было составлять 90-140 вольт. Покрытие, полученное таким способом, обладает высокой устойчивостью истиранию и считается подходящим для архитектурного или твердого анодирования.